Question

某氮肥廠氨氮廢水中氮元素多以NH₄⁺和NH₃?H₂O的形式存在，該廢水的處理流程如下：
氨氮廢水

Ⅰ

低濃度氨氮

Ⅱ

含HNO₃

Ⅲ

達(dá)標(biāo)廢水
（1）過(guò)程Ⅰ：加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收．用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：

 

．
（2）過(guò)程Ⅱ：在微生物作用的條件下，NH₄⁺經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)被氧化成NO₃^-．其中第一步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

第一步反應(yīng)是

 

反應(yīng)（選填“放熱”或“吸熱”），判斷依據(jù)是

 

．
（3）過(guò)程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH₃OH，將HNO₃還原成N₂．若該反應(yīng)消耗32g CH₃OH轉(zhuǎn)移6mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）銨根能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成一水合氨，加熱生成氨氣；
（2）反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)；
（3）根據(jù)消耗甲醇的量和轉(zhuǎn)移電子的量來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式，并確定氧化劑和還原劑的量的多少．

解答： 解：（1）銨鹽和氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+OH^-

30℃  .

NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-

30℃  .

NH₃↑+H₂O；
（2）由圖象可知，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；反應(yīng)物總能量高于生成物總能量；
（3）消耗32g（1mol）CH₃OH轉(zhuǎn)移6mol電子，由CH₃OH中碳原子的化合價(jià)升高6，所以反應(yīng)后碳的化合價(jià)為+4，產(chǎn)物為CO₂，
根據(jù)質(zhì)量守恒和化合價(jià)升降總數(shù)相等得：5CH₃OH+6HNO₃═5CO₂+3N₂+13H₂O，反應(yīng)中氧化劑是硝酸，還原劑是甲醇，參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是5：6，
故答案為：5：6．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)的分離提純以及化學(xué)方程式的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算，難度不大．